【新 材 料】美国研发新型量子光伏电池材料平均光伏吸收率达80%(2024-04-30)
【摘要】 4月16日,能源圈讯,据能源圈从外媒获悉,美国利哈伊大学(Lehigh University)的研究人员在日前发表的一份研究报告宣称,他们开发了一种新的薄膜光伏电池吸收材料,据称这种材料的平均光伏吸收率为80%,其外量子效率(EQE)为190%。外量子效率(EQE)是光伏电池收集的电子数量与入射的光子数量的比率。它定义了光伏电池将光子转化为电流的能力。研究报告的主要作者之一Chinedu Ekuma在一份声明中说:“在传统的光伏电池中,最高的外量子效率(EQE)为100%,这代表从阳光中吸收的每个光子产生和收集一个电子。”在发表在《科学进展》杂志上的主题为《用于光伏应用的原子级厚度CuxGeSe/SnS量子材料的化学调谐中间带态》论文中,研究人员解释说,这种新的量子材料可能是中间带光伏电池(IBSC)的理想匹配。研究人员在展望未来时表示,他们需要进行新的研究以确定一种实用的方法,将这种新材料嵌入到光伏电池中。用于制造这些材料的实验性技术已经非常先进。
【关键词】美国,电池材料,光伏吸收率
【新 材 料】光捕获材料生产工艺改进后性能大幅提高(2024-04-29)
【摘要】 4月26日,科技日报讯,据最新一期《自然》杂志报道,英国剑桥大学领导的研究团队找到一种方法,只需简单调整光捕获材料的生产工艺,就能使材料性能大幅提高。科学家一直在开发低成本的光捕获半导体,这种材料利用太阳能为设备提供动力,将水转化为清洁的氢燃料。目前有一种氧化铜半导体材料,价格便宜、储量丰富且无毒,但其性能远不及占据半导体市场主导地位的硅材料。为使氧化铜比现有光伏材料更具竞争力,研究人员需要对其进行优化,使其受到阳光照射后能更有效地产生移动电荷。研究人员利用薄膜沉积技术,在常压室温下生长出高质量氧化铜薄膜。通过精确控制腔内的生长和流速,可以将晶体“转移”到特定方向。这些晶体基本上是立方体。当电子以体对角线穿过立方体,而不是沿着立方体的面或边缘移动时,材料性能会大幅跃升。电子移动得越远,性能就越好。研究人员利用高时间分辨率光谱技术,观察了晶体方向如何影响电荷在材料中的移动效率。实验显示,基于这种技术制造的氧化铜光收集器或光电阴极,与现有最先进的氧化物光电阴极相比,性能提高了70%,同时稳定性也大大提高。
【关键词】光捕获材料,改进,性能提高
【新 材 料】消息称苹果Apple Watch未来用新材料让逻辑板更薄,腾出空间整合...(2024-04-25)
【摘要】 4月25日,新浪科技讯,DigiTimes近日发布报道,称苹果Apple Watch未来至少有1款机型会采用树脂涂布铜皮(RCC)。苹果未来的Apple Watch采用RCC材料之后,可以提高耐用性和防水性,但最关键的一个优势是可以实现更薄的逻辑板,腾出更多的空间留给其它组件,意味着Apple Watch可以整合更多的传感器或者更大的电池。
【关键词】Apple,Watch,新材料
【新 材 料】纳米缝合让复合材料更轻更坚韧(2024-04-22)
【摘要】 4月19日,科技日报讯,美国麻省理工学院工程师证明,他们使用新开发的纳米缝合方法可防止复合材料层之间的裂纹扩展。通过在复合材料层之间沉积化学生长的“碳纳米管森林”,微小而密集的纤维将各层紧紧地固定在一起,就像超强的尼龙搭扣一样,防止各层剥落或剪断。为了节省燃料并减少飞机排放,研究人员正在寻求用先进复合材料制造更轻、更强的飞机。这些复合材料由嵌入聚合物片材中的高性能纤维制成,片材可堆叠压制成一种多层材料,并制成极其轻质且耐用的结构。但复合材料有一个弱点:层与层之间的空间,通常需填充聚合物“胶水”,以将各层黏合在一起。如果发生撞击,裂纹很容易在各层之间扩散并削弱材料强度。随着时间推移,复合材料可能会在没有任何警告的情况下突然崩溃。此次团队在对薄层碳纤维层压板进行的实验证明,与传统聚合物的复合材料相比,通过纳米缝合黏合的各层可将材料的抗裂性提高60%。
【关键词】纳米缝合,复合材料,坚韧
【新 材 料】巴斯夫涂料业务部面向亚太修补漆市场推出新一代清漆和底漆(2024-04-16)
【摘要】 4月16日,新材料网讯,巴斯夫涂料业务部现推出全新生态高效型清漆和底漆产品系列,不仅品质更佳、效率更高,亦有助于大幅减少二氧化碳排放。巴斯夫希望借助这一全面的产品组合,帮助汽车维修站提高盈利能力和可持续性。这些新产品已获得全球领先的汽车主机厂认证,彰显绝佳的可持续性和技术质量。巴斯夫生物质平衡法采用可再生原料替代化石原料,有效减少了生产过程中的二氧化碳排放。公司通过全程封闭式监管和独立认证,确保所有生物质平衡产品的完整性,这些产品已通过REDcert2 标准认证。巴斯夫副总裁、亚太区涂料解决方案汽车修补漆业务管理负责人顾舒善(Susann Kluge)表示:“我们新推出的领先涂料系列旨在帮助汽车维修站大幅缩短工艺时间,减少材料与能耗。现在,我们可以为汽车维修站提供全套解决方案,兑现了我们致力于成为可持续领域行业领导者的承诺。”
【关键词】巴斯夫,涂料业务,修补漆
【新 材 料】“元流体”能通过编程改变性质,弹性、黏度均可调节(2024-04-15)
【摘要】 4月15日,科技日报讯,美国哈佛大学工程与应用科学学院研究人员开发出一种可编程的“元流体”,其弹性、黏度、光学特性等性质均可调节,甚至能在牛顿流体和非牛顿流体之间转换。该研究发表在最新一期《自然》杂志上。这种创新超流体被称为“元流体”,使用了微型弹性球体(50~500微米之间)的悬浮液,球体在压力下会弯曲,从根本上改变流体的性质。元流体可用于液压执行器、程序机器人、根据冲击强度消散能量的智能减震器,以及从透明过渡到不透明的光学设备等各种方面。
【关键词】元流体,改变性质,可调节
【新 材 料】新材料大幅提升太阳能电池量子效率(2024-04-11)
【摘要】 4月11日,科技日报讯,据最新一期《科学进展》杂志报道,美国理海大学研究人员开发出一种新材料,可大幅提高太阳能电池板效率。使用该材料作为太阳能电池活性层的原型表现出80%的平均光伏吸收率、高光生载流子生成率以及高达190%的外量子效率(EQE)。这一指标远远超过了突破硅基材料的肖克利-奎瑟理论效率极限,并将光伏量子材料领域推向新高度。研究人员表示,这项工作代表着在理解和开发可持续能源解决方案的一次重大飞跃。未来,这种创新方法将重新定义太阳能的效率和可及性。
【关键词】新材料,太阳能电池,效率
【新 材 料】阿克苏诺贝尔在巴基斯坦投建的聚氨酯涂料工厂开业(2024-04-09)
【摘要】 4月7日,新材料网讯,近期,涂料巨头阿克苏诺贝尔在巴基斯坦的费萨巴拉德的新工厂开业,截至2月底,阿克苏诺贝尔在该厂的耗资已达到2600万欧元(约合人民币2.02亿元),是截至目前阿克苏诺贝尔在巴基斯坦的最大的一笔投资。该工厂占地25英亩,拥有生产装饰涂料、木器饰面、汽车和特种涂料、卷材涂料和保护涂料的设施,旨在满足客户在装饰涂料和B2B领域日益增长的需求,包括建筑、汽车修补漆、电子元件、家具、家用电器、体育器材、建筑、电力、基础设施和钢卷涂料。鉴于巴基斯坦对油漆和涂料的需求预计将会增长,而且考虑到拉合尔工厂未来不可能扩大产能,阿克苏诺贝尔将生产转移到费萨拉巴德,从而适应未来产量的扩大。
【关键词】阿克苏,巴基斯坦,涂料
【新 材 料】日本企业中止中国PVDF扩产计划(2024-04-02)
【摘要】 4月2日,化工新材料讯,3月27日,吴羽宣布,将中止中国EV电池材料(PVDF树脂)的增产计划,主要是因为美国IRA法实施后很难从中国出口电池材料至美国,加上该公司正扩增日本PVDF产能,根据其预估,日本工厂的增产计划已足以满足当前的需求。吴羽在中国江苏省常熟市的现有工厂主要生产供应中国及欧洲市场所需的PVDF。吴羽曾在2021年7月宣布,将投资180亿~200亿日元(约10亿人民币)在常熟市兴建新工厂、增产PVDF,新厂预计2024年度启用生产。
【关键词】日本,PVDF,扩产
【新 材 料】玻色子基塔耶夫链的首个例子:新型拓扑超材料以指数级放大声波(2024-04-02)
【摘要】 4月2日,科技日报讯,荷兰原子分子国立研究所科学家与来自德国、瑞士和奥地利的伙伴合作,创造了一种新型超材料,声波能以前所未有的方式在其中流动。它提供了一种新的机械振动放大形式,具有改进传感器技术和信息处理设备的潜力。这种超材料是“玻色子基塔耶夫链”(Bosonic Kitaev chain)的首个例子,其特殊性质源自其拓扑材料性质。
【关键词】基塔耶夫链,拓扑超材料,声波
【新 材 料】石英玻璃激光冷却幅度创纪录(2024-03-27)
【摘要】 3月27日,科技日报讯,人们通常将激光与材料加热联系在一起,如切割、钻孔、焊接,在金属或石制物体上进行精确加工。但在特定情况下,也可以通过激光辐射来冷却材料,如气体的多普勒冷却。然而,激光辐射也能使固体冷却。多年来,激光冷却石英玻璃被认为是不可能的。但在2019年,来自德国弗劳恩霍夫应用光学与精密工程研究所和美国新墨西哥大学的一个研究团队首次证明了掺镱(Yb)石英玻璃可以通过激光冷却。当时,只能从室温冷却0.7开尔文。为了超越先前的冷却限值,他们优化了掺杂材料的制备工艺。近日,该团队首次通过激光制冷方式,通过功率为97瓦、波长为1032纳米的激光辐射掺镱石英棒,成功地将石英玻璃从室温冷却了67开尔文。
【关键词】石英玻璃,激光冷却,创纪录
【新 材 料】研究人员开发出可生物降解微塑料,7个月内消失(2024-03-27)
【摘要】 3月27日,新材料网讯,来自美国加州大学圣地亚哥分校科研团队的新研究表明,他们开发的植物基聚合物即使被研磨成微塑料后,也能在7个月内完成生物降解。为了测试其生物降解性,该团队将他们的产品研磨成微粒,并使用三种不同的测量工具来确认。测量结果表明,当放入堆肥中时,该材料正在被微生物消化。论文合著者、加州藻类生物技术中心主任Stephen Mayfield说:“这种材料是第一种被证明在使用时不会产生微塑料的塑料,也是不会对身体造成危害的塑料。”
【关键词】生物降解,微塑料,植物基
【新 材 料】合成新型极薄材料的方法问世(2024-03-20)
【摘要】 3月18日,新材料网讯,二维材料非常薄,只有几个原子厚,具有独特的性质,使其在能量存储、催化和水净化等方面极具吸引力。瑞典林雪平大学研究人员开发出一种能够合成数百种新型二维材料的方法。自从石墨烯被发现以来,有关极薄材料(即所谓的二维材料)的研究呈指数级增长。二维材料相对于其体积或重量具有极大的表面积,因此产生了一系列物理现象和独特的性能,例如良好的导电性、高强度或耐热性,使得二维材料在基础研究和应用中都受到关注。最大的二维材料家族是MXene,由称为MAX相的三维母体材料创建。它由3种不同的元素组成:M是过渡金属,A是(A族)元素,X是碳或氮。通过用酸去除A元素(剥离),可创建二维材料。但到目前为止,MXene是唯一以这种方式创建的材料系列。研究人员引入了一种理论方法来预测其他可能适合转换为二维材料的三维材料,研究证明了理论模型确实有效,并且所得材料由正确的原子组成。该理论可付诸实践,从而将化学剥离的概念扩展到比MXene更广泛的材料中。
【关键词】极薄材料,二维材料,合成
【新 材 料】新型高速微尺度3D打印技术面世,有望促进生物医学等领域发展(2024-03-18)
【摘要】 3月18日,科技日报讯,美国斯坦福大学科学家开发出一种新型高速微尺度3D打印技术——卷对卷连续液体界面生产(r2rCLIP),其每天可打印100万个极其精细且可定制的微型颗粒。3D打印技术制造出的微颗粒广泛应用于药物和疫苗输送、微电子、微流体及复杂制造等领域,但大规模定制生产此类颗粒极富挑战。r2rCLIP是基于斯坦福大学迪西蒙尼实验室2015年开发的连续液体界面生产(CLIP)打印技术,CLIP可利用紫外线光照,将树脂快速固化成所需形状。研究人员表示,在r2rCLIP面世前,如果想打印出一批大颗粒,需要人员手动处理,这个过程进展缓慢。现在,r2rCLIP能以前所未有的速度,每天制造出多达100万个颗粒。借助新技术,他们现在能利用多种材料,快速创造出形状更复杂的微型颗粒,如利用陶瓷和水凝胶制造出硬颗粒和软颗粒。其中硬质颗粒可应用于微电子制造,而软颗粒可应用于体内药物输送。
【关键词】美国,3D打印,生物医学
【新 材 料】印度材料研究战略需文化转型(2024-03-15)
【摘要】 3月15日,今日新材料讯,印度致力于实现其技术目标,这为该国的材料科学界带来了独特的机会,以实现协同效应、重点突出、大规模就业和全球影响。然而,科学家需更自发地与工业界和政府的利益相关者,开展以目标为导向的合作。近日,印度科学学院(Indian Institute of Science)Arindam Ghosh & A. K. Sood,在Nature Reviews Materials上发表评论文章,材料研究将是印度技术任务的核心,但文化转型是必要的。印度正期待技术驱动的未来,主要建立于国内制造和知识经济基础。几项大型科学项目正在进行中。在基研究方面,印度一直在投资引力波观测(LIGO-India,2016)。在能源方面,2023年,印度启动了22亿美元的绿色氢能任务,并计划在2030年前,实现450千兆瓦的绿色能源能力,以符合国际能源署的“净零”状态。印度正在通过国内电子制造建立自主的半导体生态系统,创造最先进的医疗保健和智能城市基础设施,并通过量子技术开发其创新潜力。材料——研究、创新、技术和制造——将构成这些多样化技术发展计划中最重要的一条主线。然而,材料研究要实现这一战略,需要彻底的文化转型方法。
【关键词】印度,材料研究,文化转型
【新 材 料】瑞士材料所CEJ:绿色微流纺丝法制备PLA微纤维(2024-03-14)
【摘要】 3月14日,新材料网讯,聚乳酸(PLA)纤维在医疗纺织品领域有着广泛的应用。然而,传统的纺丝方法通常涉及使用高温或有毒的有机溶剂。瑞士联邦材料科学与技术研究所(Empa)的王吴超(受国家留学基金委资助于瑞士苏黎世理工攻读博士学位,#CSC PhD scholarship)等人报道了一种PLA纤维制备的绿色策略,使用生物源绿色溶剂CyreneTM作为溶剂,结合微流体技术提供的精确和温和的纺丝条件,实现了在室温下制备负载蛋白质的高孔隙率PLA微纤维。这一策略通过在聚乳酸/CyreneTM纺丝原液周围原位形成水凝胶壳来实现。这个水凝胶壳层稳定了核心流并促进了PLA纤维的固化。
【关键词】瑞士,材料所,微纤维
【新 材 料】美国聚酰胺生产商NYCOA启动了专用于长链尼龙产品的新聚合生产线(2024-03-08)
【摘要】 3月6日,新材料网讯,作为向特种尼龙公司转型的一部分,美国聚酰胺生产商美国尼龙公司Nylon Corporation of America(NYCOA)扩大了产品范围并增加了新的生产能力。NYCOA推出了三种新型长链尼龙,并在新罕布什尔州曼彻斯特现有总部启动了新的聚合生产线。该公司将于5月6日至10日在佛罗里达州奥兰多奥兰治县会议中心举行的NPE 2024上讨论最新进展。
【关键词】美国,聚酰胺,尼龙
【新 材 料】新型铜铟镓硒太阳能电池能效创纪录(2024-03-06)
【摘要】 3月6日,科技日报讯,瑞典乌普萨拉大学和第一太阳能欧洲技术中心科学家携手,研制出一款新型铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池,其能源转换效率高达23.64%,创下同类太阳能电池能效新纪录。国际能源署数据显示,太阳能电池的部署量在全球范围内迅速增长,2022年太阳能发电量占全球电力超过6%。晶硅是太阳能电池中使用最广泛的材料,目前由晶硅制成太阳能电池最多可将逾22%的阳光转化为电力,这种太阳能电池成本低廉且性能比较稳定。研究人员希望以合理的生产成本获得30%以上的光电转换效率,由此开始关注CIGS等更高效的串联太阳能电池。但串联太阳能电池成本太高,迄今无法大规模生产和部署。最新研制出的CIGS太阳能电池包含一块玻璃板,玻璃板上覆盖了几个不同的层,每个层都具有特定功能。吸收阳光的材料由铜、铟、镓和硒化物组成,并添加了银和钠。材料被置于太阳能电池内,位于金属钼和透明的玻璃板之间。为使太阳能电池在分离电子方面尽可能高效,研究团队用氟化铷处理了CIGS层。研究人员表示,钠和铷这两种碱金属之间的平衡,以及CIGS层的组成是提高转换效率的关键。CIGS太阳能电池能效此前的世界纪录是23.35%,由日本Solar Frontier公司创造,再之前是德国巴登符腾堡太阳能和氢能源研究中心创下的纪录22.9%。
【关键词】铜铟镓硒,太阳能电池,能效
【新 材 料】哈佛大学新工具可精确检测超导体特性(2024-03-05)
【摘要】 3月5日,科技日报讯,据发表于最新一期《自然》杂志的论文,美国哈佛大学开发了一种精准测量超导体的基础工具。他们创造性地将量子传感器集成到标准的压力感应设备中,从而直接读出加压材料的电和磁性质。氢在压力下的表现很奇怪。理论预测,这种通常是气态的元素在100多万个大气压的压力下,会变成金属,甚至还会变成超导体。科学家一直渴望了解超导富氢化合物(称为氢化物)并最终将其用于实际,包括悬浮列车、粒子探测器等。但是,现有手段很难研究这些材料,想要准确测量更是困难重重。而哈佛大学团队开发的新工具不仅能测量氢化物超导体在高压下的行为,还能对其成像。
【关键词】美国,超导体,特性
【新 材 料】研究前沿:超材料-光子团簇(2024-02-29)
【摘要】 2月29日,今日新材料讯,在量子计算和其他未来技术,量子纠缠Entanglement是关键资源。多维光子图态(如团簇态)具有特殊的纠缠结构,有望成为量子计量、安全量子通信和量子计算的宝贵资源。然而,迄今为止,多维光子团簇态photonic cluster state的产生依赖于概率方法,这限制了典型光学产生方法的可缩放性。近日,美国加州理工学院Vinicius S. Ferreira等,在Nature Physics上发文,提出了在微波领域资源有效方案的实验实现,用于确定性地产生二维光子团簇态。利用耦合谐振腔阵列作为慢光波导,单个通量可调的Transmon量子比特作为量子发射体,第二个辅助Transmon作为可切换反射镜,实现了纠缠光子波包的快速、整形发射,以及光子波包到发射体量子比特的选择性时间延迟反馈。由此产生了具有70%保真度、四光子的二维团簇态,并经由量子态的层析重建验证。
【关键词】美国,超材料,光子团簇